基于非易失存储器的视频数据存取装置及方法与流程

本申请涉及数据存取技术领域，尤其涉及一种基于非易失存储器的视频数据存取装置及方法。

背景技术：

随着监控系统的完善，其应用场景也愈加丰富。在较多的应用场景中，需要监控系统全天无休地对其摄像头的视场范围内的全部动态进行拍摄记录，不可避免地对监控系统的存储器也提出了更高的要求。目前，监控系统的存储器主要应用ddrsdram(doubledataratesynchronousdynamicrandom-accessmemory，双倍速率同步动态随机存储器)，ddrsdram能够高速缓存数据，有利于对视频数据的快速读取和写入。

但是，ddrsdram使用的是电容存储，需要定时地进行电压刷新。若监控系统突然掉电或未及时供电，ddrsdram内部搭载的电容就会放电，造成ddrsdram的存储信息的丢失。基于监控系统的监控属性，掉电或未及时供电造成的监控数据的丢失，会给使用者带来较为严重的损失。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于非易失存储器的图像数据存取装置及方法，以期解决或部分解决背景技术中涉及的上述问题或现有技术中的其它至少一个不足。

一方面，本申请提供了这样一种基于非易失存储器的视频数据存取装置，包括：采集模块、写入模块、非易失存储器以及读取模块。采集模块用于采集视频数据。写入模块与采集模块电连接，用于生成存储视频数据的存储指令。非易失存储器与写入模块电连接，用于响应存储指令，通过自旋电流进行视频数据的存储。读取模块与非易失存储器电连接，用于读取非易失存储器内的视频数据。

在一些实施方式中，非易失存储器包括：双倍数据速率控制器和mram。双倍数据速率控制器用于响应存储指令，生成驱动存储指令。mram与双倍数据速率控制器电连接，用于响应驱动存储指令，将视频数据以双倍速率进行存储。

在一些实施方式中，双倍数据速率控制器还用于响应读取模块的读取指令，生成驱动读取指令。

在一些实施方式中，mram还用于响应驱动读取指令，将视频数据以双倍速率进行读取。

在一些实施方式中，还包括判断模块，与写入模块电连接，用于对非易失存储器的存储空间进行判断。

在一些实施方式中，还包括云端存储平台，用于响应判断模块的非易失存储器的存储空间不足的判断结果，接收并存储非易失存储器的视频数据。

在一些实施方式中，还包括显示模块，与读取模块电连接，用于接收并显示读取模块获得的视频数据。

另一方面，本申请还提供了这样一种基于非易失存储器的视频数据存取方法，包括：采集视频数据；由写入模块生成视频数据的存储指令；根据存储指令，由非易失存储器通过自旋电流将视频数据进行存储；以及由读取模块读取非易失存储器中的视频数据。

在一些实施方式中，由非易失存储器通过自旋电流将视频数据进行存储，当暂时停止对非易失存储器的电流供应时，包括：

由存储器继续响应已接收的存储指令，通过自旋电流将视频数据进行存储；以及

由非易失存储器生成视频数据的存储完成信号，并停止接收新的存储指令。

在一些实施方式中，在由写入模块生成视频数据的存储指令之后，其特征在于，还包括：

对非易失存储器的存储空间进行判断；以及

当判断结果为非易失存储器的存储空间不足时，将非易失存储器中的视频数据上传至云端存储平台。

根据上述的实施方式的技术方案可至少获得以下至少一个有益效果。

根据本申请一实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取装置及方法，以mram的通过自旋电流实现视频数据写入的方式替换原有sdram的电容存储方式，避免了在系统停电的瞬间，由于电容放电，以致待存储数据丢失的问题，保证了存储的视频数据的完整度。

根据本申请一实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取装置及方法，mram作为非易失存储器的一个存储单元，具有更高的读写速度，降低了存储的时间，有利于完成大量的视频数据写入和读取任务。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取装置的结构示意图；

图2是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在通电情况下的方法流程图；

图3是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在通电情况下mram的工作流程示意图；

图4是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在断电情况下的方法流程图；以及

图5是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在断电情况下mram的工作流程示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，通过示例阐述了本申请的许多具体细节，以便提供对相关披露的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来讲，本申请显而易见的可以在没有这些细节的情况下实施。应当理解的是，本申请中使用“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”术语，是用于区分在顺序排列中不同级别的不同部件、元件、部分或组件的一种方法。然而，如果其他表达式可以实现相同的目的，这些术语可以被其他表达式替换。

应当理解的是，当设备、单元或模块被称为“在……上”、“连接到”或“耦合到”另一设备、单元或模块时，其可以直接在另一设备、单元或模块上，连接或耦合到或与其他设备、单元或模块通信，或者可以存在中间设备、单元或模块，除非上下文明确提示例外情形。例如，本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列条目的任何一个和所有组合。

本申请所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本申请范围。如本申请说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，而该类表述并不构成一个排它性的罗列，其他特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件也可以包含在内。

参看下面的说明以及附图，本申请的这些或其他特征和特点、操作方法、结构的相关元素的功能、部分的结合以及制造的经济性可以被更好地理解，其中说明和附图形成了说明书的一部分。然而，可以清楚地理解，附图仅用作说明和描述的目的，并不意在限定本申请的保护范围。可以理解的是，附图并非按比例绘制。

本申请中使用了多种结构图用来说明根据本申请的实施例的各种变形。应当理解的是，前面或下面的结构并不是用来限定本申请。本申请的保护范围以权利要求为准。

图1是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取装置的结构示意图。

如图1所示，本申请公开了一种基于非易失存储器的视频数据存取装置，可包括：采集模块1、写入模块2、非易失存储器3和读取模块4。采集模块用于采集视频数据。写入模块与采集模块电连接，用于生成存储视频数据的存储指令。非易失存储器，与写入模块电连接，用于响应存储指令，通过自旋电流进行视频数据的存储。以及读取模块，与非易失存储器电连接，用于读取非易失存储器内的视频数据。

采集模块1可为摄像头，用于采集自身视场范围内的全部动态，以获取视频数据。根据本申请的基于非易失存储器的视频数据存取装置的应用场景不同，采集模块1需要在预定的工作时间内进行连续的采集工作，例如在某监控场景中，该采集模块一周的工作时间可预设为7d×24h，其中d为天数，h为小时数，可以预见，该采集模块1为了满足其应用场景的需要，将进行长时间连续的采集工作，不可避免地会生成大量的视频数据。本申请中的视频数据可以为动态的视频信息，也可以是静态的图片信息，或者其他符合使用者需求的数据模式，在此不做限定。

本申请的基于非易失存储器的视频数据存取装置中选取的可编程逻辑器件为fpga(fieldprogrammablegatearray，现场可编程逻辑门阵列)。可编程逻辑器件是通过电子设计自动化技术将电子应用系统的既定功能和技术指标具体实现的硬件载体，fpga作为实现这一途径的主流器件之一，具有直接面向用户，灵活性和通用性极大，使用方便，硬件测试和实现快捷等特点。在本申请中，利用fpga作为主控芯片，一方面能够有效地接收采集模块1发送的视频数据，并生成包含该视频数据的存储指令，以驱动非易失存储器3进行存储该视频数据的操作；另一方面，利用fpga能够有效地响应显示模块5的读取需求，进而将该读取需求转换为与非易失存储器3匹配的读取指令，以实现对该读取指令包含的视频数据的传递。

写入模块2是fpga的一个负责存储指令生成的一个部分，与采集模块1通过i2c总线进行电连接。i2c总线是一种简单、双向二线制同步串行总线，只需要两根导线即可实现其连接的两个器件之间的信息传递工作，因此本申请中在fpga和采集模块1之间设置i2c总线，以实现视频数据的传递。在视频数据的传递过程，可以将分辨率设置为rgb565的输出格式，其中rgb565的输出格式为每次16位，为了快速的实现视频数据的存储和实时显示，将该视频数据分成2个8位进行传输，在本申请中以ch0和ch1为两个数据传输的信道，实现对采集模块1采集的视频数据的传递。通过i2c总线传递的数据被第一fifo(firstinfirstout，先入先出)接收，并由第一fifo对该视频数据进行处理，以产生存储脉冲，即存储指令，并通过写仲裁单元对该存储指令进行确认。进一步地，通过axi(advancedextensibleinterface)总线协议对包含视频数据的存储指令进行一个较低功耗的数据传递。进一步地，由ip(intellectualproperty，知识产权)核驱动非易失存储器3进行存储指令的响应，例如对该存储指令中包含的视频数据的存储操作。本申请选用的ip核为migip核，该ip核能够提供与非易失存储器3之间的高速接口，包括视频数据传输、对非易失存储器3的初始化操作和矫正操作等；另外，还能够更加有效地接收存储指令，并驱动非易失存储器3执行该存储指令。

非易失存储器3包括双倍数据速率控制器31和mram(magnetoresistiverandomaccessmemory)32。双倍数据速率控制器31与写入模块2电连接，能够接收并响应migip核传输的存储指令，以双倍速率驱动mram32对该存储指令包含的视频数据的存储。

mram32是通过自旋电流实现信息写入的一种新型非易失性磁随机存储器。mram32是通过自旋电流实现视频数据的存储，断电时，自旋电流的方向也不会发生改变，mram32将依旧维持原有的电流方向，对已接收的视频数据进行继续存储，有利于保证视频存储的完整性。同时，mram32通过消除漏电，在很大程度上减小的能耗，因此还具有更低的动态能量消耗等优势。另外，mram32的读写速率高达500mhz，写入时间小于10ns，可以以更高的存储速率完成视频数据的存储，保证了在某些应用场景下，例如全天全时监控，需要大量视频数据存储的需求，提升用户体验。

当然，mram32的存储空间是有限的，为了避免在存储过程中，由于mram32的存储空间不足导致的已存储的视频数据的清除的情况出现，本申请还设置有判断模块6和云存储平台7。判断模块6与写入模块2电连接，当接收到存储指令后，首先对mram32的存储空间进行判断，若存储空间能够满足需求，则不执行任何操作；若判断结果为mram32的存储空间不足，则向mram32发送上传指令，由mram32响应该上传指令，将其内部存储的视频数据上传至云存储平台7，云存储平台7接收并存储mram32的视频数据。通过设置云存储平台7能够有效地解决mram32存储空间不足的情况，避免由于mram32的存储空间不足导致的已存储的视频数据的清除的情况出现，保证了存储视频数据的完整度，进一步地，还提升了本申请的基于非易失存储器的视频数据存取装置的存储容量，满足了具有较大视频数据存储量的场景的需求。

为了满足本申请对采集的视频数据的实时显示的需求，显示模块5包括hdmi(highdefinitionmultimediainterface，高清晰度多媒体接口)显示器51和外部显示器52。hdmi显示器是一种支持高清晰度多媒体接口的显示设备，能够显示较多的显示信息，且清晰度高。外部显示器52是客户操作端，用于与使用者进行信息交互，具体包括向使用者显示采集模块1采集的实时视频动态，以及向读取模块4发送读取需求。显示器的设置能够满足对采集的视频数据的显示需求，同时增强了使用者与本申请的基于非易失存储器的视频数据存取装置的信息交互，提升了使用者的使用体验。

读取模块4是fpga的另一个部分，用于接收使用者的读取需求，并将读取需求转换为读取指令，通过内置的migip核将读取指令传达至双倍数据速率控制器31；双倍数据速率控制器31以双倍速率驱动mram32进行存储数据的读取，即通过检测其电阻读出其存储的信息。

当要进行存储的视频数据的读取时，采用rbc(row-bank-column)的访问形式对mram32进行内存访问和映射，即将一个内存地址转换对应到mram32的物理存储单元，以获取该存储单元内存储的视频数据，进而实现视频数据的读取。

读取模块4读取到响应的视频数据后，将该视频数据传递给显示模块5。具体地，读取模块4包括一个与写入模块2共用的migip核，用于实现读取的视频数据的传输以及读取指令的传递，不再赘述。migip核获取到视频数据后，将通过axi总线协议传递给读仲裁单元，完成对该视频数据的确认。进一步地，将该视频数据传递给第二fifo，通过第二fifo对该视频数据的处理，生成一个显示脉冲，并通过ch1和ch0两个信道，将该视频数据传递给显示模块5，完成对该视频数据显示需求。读取模块4和写入模块2是fpga的两个模块，两个模块产生的两路数据的传递是可以异步完成的，即能够实现存储和读取功能的独立完成，以实现数据的实时采集和显示。

需要说明的是，本实施例中所有模块之间均采用电连接方式进行信息交互。

图2是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在通电情况下的方法流程图。图3是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在通电情况下mram的工作流程示意图。

如图2所示，本申请提供了一种基于非易失存储器的视频数据存取方法，包括：

采集视频数据；

由写入模块生成视频数据的存储指令；

根据存储指令，由非易失存储器通过自旋电流将视频数据进行存储；以及

由读取模块读取非易失存储器中的视频数据。

具体地，如图3所示，非易失存储器的mram包括mr0(moderegister0，模式寄存器0)、mr1(moderegister1，模式寄存器1)、mr2(moderegister2，模式寄存器2)和mr3(moderegister3，模式寄存器3)等四个模式寄存器，非易失存储器中的mram通过axi总线协议和ahb(advancedhighperformancebus，高级高性能总线)系统总线接收到包含视频数据的存储指令，并通过mr2进行存储控制更新的特性、阻抗、以及cas(centralauthenticationservice，中央认证服务器)的写长度等参数；再通过mr3控制多用寄存器；进一步地，通过mr1存储dll(delay—lockedloop，延迟锁相环)、输出驱动长度、额外长度、写电平使能等参数；进一步地，通过mr0存储存储器的不同操作模式的数据，包括突发长度、读取突发种类、cas长度、测试模式、dll复位等；在对mram进行校对后，且执行存储指令前，还需要通过mr2再次进行存储控制更新的特性、阻抗、以及cas的写长度等参数的操作。进一步地，在完成上述操作后，以row-bank-col的形式读写，同时增加fifo和cas的深度和宽度，最终实现mram对存储数据的存储。

在一些实施方式中，在由写入模块生成所述视频数据的存储指令之后，还包括:对非易失存储器的存储空间进行判断；以及当判断结果为非易失存储器的存储空间不足时，将非易失存储器中的视频数据上传至云端存储平台。以避免在一些情况下，由于存储空间的限制，导致视频数据被清除，进一步保证了视频数据的完整性。

在一些实施方式中，在整个存取步骤之前，还包括对执行本申请的方法的装置进行初始化操作。

本实施方式是实现第一个实施方式中基于非易失存储器的图像数据存取装置的对应方法，其中涉及的任何模块的执行方式和功能以及效果，参考第一个实施方式，在此不再赘述。

图4是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在断电情况下的方法流程图。

如图4所示，本申请提供了一种基于非易失存储器的视频数据存取方法，包括：

采集视频数据；

由写入模块生成视频数据的存储指令；

根据存储指令，由非易失存储器通过自旋电流将视频数据进行存储；

由读取模块读取非易失存储器中的视频数据；

当暂时停止对非易失存储器的电流供应时，由非易失存储器继续响应已接收的存储指令，通过自旋电流将视频数据进行存储；以及

由非易失存储器生成视频数据的存储完成信号，并停止接收新的存储指令。

图5是根据本申请的示例性实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，在断电情况下mram的工作流程示意图。

如图5所示，在突然断电的情况下，mram将停止接收任何新的命令，包括存储指令或读取指令，但还会继续执行已接收的命令，包括存储指令或读取指令，并通过自旋电流的方式进行视频数据的存储或通过检测其电阻的方式读取其存储的数据，在完成存储指令或读取指令后，生成存储完成信号，最后关闭mram的电源。以保证本申请所涉及的方法不因断电而缺失视频数据的存储或读取，保证其存储和读取的完整性。

在一些实施方式中，还包括，即重新对非易失存储器进行电流供应，重复上述操作。

本实施方式是实现第一个实施方式中基于非易失存储器的图像数据存取装置在断电情况下的存取方法，其中涉及的任何模块的执行方式和功能以及效果，参考第一个实施方式，在此不再赘述。

根据本实施方式的基于非易失存储器的图像数据存取方法，以mram的通过自旋电流实现视频数据写入的方式替换原有sdram的电容存储方式，避免了在系统停电的瞬间，由于电容放电，以致待存储数据丢失的问题，保证了存储的视频数据的完整度。同时，本实施方式中，由于mram具有更高的读写速度，降低了存储的时间，有利于完成大量的视频数据写入和读取任务。

应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。